1
SISTEM KONTROL BASE ISOLATION UNTUK
PERENCANAAN GEDUNG TAHAN GEMPA
1
Debby Rahmawati (dera_gals@yahoo.com) 2
Sulardi, ST., MT. (lardiardi@yahoo.com) 1,2
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Gunadarma, Jakarta
ABSTRAK
Sistem kontrol base isolation berfungsi sebagai kontrol pasif getaran yang dapat meningkatkan fleksibilitas bangunan dan memperkecil amplitudo getaran yang diterima struktur atas sehingga resiko kerusakan dapat diminimalisir. Penelitian ini menggunakan base isolation tipe High Damper Rubber Bearing Soft (HDS) dalam mereduksi gaya gempa gedung perpustakaan 5 lantai dan dibandingkan dengan struktur
fixed base. Struktur dimodelkan sebagai portal 3 dimensi melalui program ETABS
dengan analisis gempa 3D statik ekuivalen yang dapat digunakan karena bentuk struktur dan ketinggiannya yang memenuhi syarat. Hasil analisis menunjukkan waktu getar arah x struktur fixed base sebesar 1,48 detik sedangkan pada struktur base
isolation sebesar 2,73 detik (memenuhi syarat FEMA 450) dengan story drift lantai 5
arah x sebesar 12,8 mm (fixed base) dan 9,60 mm (struktur base isolation).
Kata Kunci: Struktur Fixed Base, Base Isolation System, High Damping Rubber
Bearing Soft (HDS), Analisis Statik Ekuivalen.
Control of base isolation system works as a passive vibration control which increase flexibility of building and decrease vibration amplitude received by upper structure so the risk of damage can be minimized. This research using base isolation bearings type High Damping Rubber Bearing Soft (HDS) to reduce the earthquake forces on the library with five floors and compared to the fixed base structure. The structure is modeled as a three dimensional portal using ETABS program and for seismic analysis using 3D static equivalent which can be used for structural shape and height are eligible. The analysis showed the vibration time for x direction of the fixed base structure is 1.48 seconds while the base isolation structure showed 2,73 seconds (qualified FEMA 450) with the story drift of fifth floor (x direction) is 12.8 mm (for fixed base) and 9.60 mm (base isolation structure). The result of planning base isolation structure includes plate, beams, columns, beam column joint with supported by seven types of footing foundation.
Keywords: Fixed Base Structure, Base Isolation System, High Damping Rubber
Bearing Soft (HDS), Equivalent Static Analysis.
PENDAHULUAN
Pada perencanaan bangunan, parameter gempa bumi yang mempengaruhi perencanaan secara langsung adalah percepatan tanah yang ditimbulkan gelombang seismik yang bekerja pada massa bangunan. Sehingga di dalam menunjang pembangunan gedung-gedung sangat penting diperhitungkan perencanaan konstruksi yang liat untuk struktur bangunan tahan gempa yaitu konstruksi yang mampu mengalami lendutan plastis yang besar dan tidak runtuh bila terkena gempa besar karena mampu menyerap dan memancarkan energi, mengingat sebagian besar wilayah Indonesia terletak dalam wilayah gempa dengan intensitas moderat hingga tinggi,
2 hanya wilayah Kalimantan Barat dan Kalimantan Tengah saja yang kurang berpotensi gempa (Yosafat,2006).
Salah satu metode yang kini banyak digunakan dalam pembangunan untuk melindungi struktur bangunan dari gempa adalah dengan meningkatkan kinerja bangunan melalui penggunaan sistem kontrol dalam mengontrol respon struktur yang menerima pembebanan
gempa dengan mendisipasi energi gempa. Alat pengontrol respons struktur terbagi atas kontrol
aktif dan semi aktif, kontrol pasif, serta sistem base isolation. Sistem base isolation memiliki karakteristik fleksibilitas untuk meningkatkan periode getaran dan mengurangi respons gaya pada struktur atas disamping kelebihannya yang sederhana dalam desain, pemasangan, dan pemeliharaan sehingga akan digunakan dalam perencanaan gedung ini.
Di dalam analisis gempa, cara paling sederhana yang dapat digunakan untuk menentukan pengaruh dari beban gempa bumi terhadap struktur bangunan adalah dengan analisis statis yang dapat digunakan untuk syarat gedung tertentu dimana untuk struktur bangunan lainnya yang tidak begitu mudah diperkirakan perilakunya terhadap pengaruh gempa, yaitu struktur bangunan tidak beraturan, harus dilakukan dengan analisis dinamis.
Pada jurnal ini akan dibandingkan perilaku struktur bangunan tahan gempa 5 lantai bersistem base isolation seismic bearing dengan struktur fixed base dan menggunakan analisis statik ekuivalen sehingga hasilnya dapat dilihat story drift yang lebih kecil hasil penggunaan sistem base isolator.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui manfaat penggunaan base isolation berupa seismic bearing jenis high damping rubber bearing dalam meredam gaya gempa yang terjadi bila dibandingkan dengan gedung tanpa base isolation di wilayah 3 gempa.
METODE PENELITIAN
Secara umum metode dan tahapan perencanaan yang digunakan dalam perencanaan gedung 5 lantai beton bertulang dengan base isolation system ini adalah sebagai berikut:
1. Pengumpulan Data
Data perencanaan, dalam tahap ini terdiri dari deskripsi umum bangunan, denah dan sistem struktur bangunan, wilayah gempa dimana bangunan berada, data pembebanan, data tanah, mutu bahan yang digunakan, metode analisis dan desain struktur, standar dan referensi yang dipakai dalam perencanaan.
2. Preliminary Design
Tahap pertama dalam perencanaan gedung yaitu membuat desain yang memberikan estimasi gambaran bangunan secara lebih detail dan terukur, namun belum mengarah pada hal-hal yang lebih detail.
3. Analisis Gempa
Perhitungan struktur gedung yang digunakan dalam perencanaan ini adalah perencanaan gedung dengan menggunakan perhitungan analisis statis dimana gaya geser yang bekerja didistribusikan pada setiap lantai berdasarkan porsi berat lantai dan ketinggiannya dan beban-beban didistribusikan bekerja pada pusat massa yang telah ditambah eksentrisitas. 4. Kontrol Waktu Getar dan Simpangan
Waktu getar alami fundamental (T1) dibatasi berdasarkan koefisien gempa dan jumlah tingkatan dalam gedung dimana tidak boleh melebihi batas dalam persamaan 2.13. Simpangan maksimum struktur dan story drift yang terjadi harus memenuhi syarat kinerja batas layan (Δs) dan batas ultimit (Δm).
5. Penambahan Base Isolation System
Penambahan sistem base isolation berupa penggunaan seismic bearing jenis high damping
rubber bearing soft (HDS) yang digunakan untuk mereduksi gaya gempa yang terjadi pada
bangunan dipasang pada batas antara struktur atas dan struktur bawah yaitu di antara pondasi dan pelat lantai dasar.
3 6. Pembebanan
Gaya-gaya yang diperhitungkan berupa gaya gravitasi dari beban mati dan beban hidup serta gaya lateral gempa.
7. Kombinasi Pembebanan
Setelah ditentukan besarnya beban-beban yang bekerja pada struktur maka diperhitungkan kombinasi pembebanan berdasarkan pasal 11.2 SNI 03-2847-2002 berupa kombinasi beban mati, beban hidup, dan gempa.
8. Gaya-Gaya Dalam
Hasil dari kombinasi pembebanan akan menghasilkan gaya-gaya dalam untuk setiap kombinasi yang dilakukan.
9. Penulangan
Hasil gaya-gaya dalam yang memberikan nilai terbesar dari kombinasi pembebanan akan menjadi acuan untuk menentukan penulangan. Penulangan yang dilakukan yaitu penulangan pelat, kolom, balok, beam-column joint, dan pondasi.
YA Analisis Gempa
Kontrol Waktu Getar dan Simpangan Ubah Dimensi Struktur TIDAK MULAI Preliminary Design Pengumpulan Data SELESAI
Gambar 1. Diagram Alir Perencanaan Struktur Gedung Tanpa Base Isolation (Kiri) dan Struktur Gedung dengan Base Isolation (Kanan)
1 T n Y A A n a lis is G e m p a K o n tr o l W a k tu G e ta r d a n S im p a n g a n U b a h D im e n s i S tr u k tu r T I D A K S E L E S A I M U L A I P r e lim in a r y D e s ig n P e n g u m p u la n D a ta S is te m B a s e I s o la tio n K o n tr o l W a k tu G e ta r d a n S im p a n g a n ( F E M A 4 5 1 ) U b a h S p e s if ik a s i B a s e I s o la to r T I D A K Y A 1 T n
4
HASIL & PEMBAHASAN
Denah struktur bangunan yang digunakan yaitu sebagai berikut:
Gambar 2. Denah Bangunan
Gambar 3. Potongan As 1 (Kiri) dan Potongan As A (Kanan)
Gambar 4. Hasil Pemodelan Elemen Struktur 3 Dimensi Fixed Base (Kiri)
dan Struktur Base Isolation (Kanan)
5 Data-data struktur yang digunakan adalah sebagai berikut:
Data Umum Struktur:
a. Jenis Struktur : Gedung Beton Bertulang (Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah)
b. Material Utama Struktur : Beton Bertulang c. Kategori Bentuk Bangunan : Beraturan d. Tinggi Bangunan Keseluruhan : 21,5 m e. Tinggi Bangunan per Lantai
Tinggi Lantai 1 : 5,50 m
Tinggi Lantai 2-5 : 4,00 m
Data Material Struktur: Material Beton
1) Kuat tekan beton 28 hari
Balok, Pelat, dan Kolom : K300 ( f 'c = 24,90 MPa) 2) Modulus elastisitas ( Ec ) Ec 4700 f 'c
K300 (24,90 MPa) : Ec = 23.453 MPa 3) Angka poissons ratio ( υ )
Angka poisson ratio pada beton adalah υ = 0,2 Baja Tulangan
1) Tegangan leleh untuk perencanaan
Besi tulangan D ≥ 13 : Baja U40 (fy = 400 MPa) Besi tulangan D ≤ 12 : Baja U24 (fy = 240 MPa) 2) Modulus elastisitas baja tulangan ( Es )
Ec = 200.000 MPa 3) Angka poisson ratio ( υ )
Angka poisson ratio pada baja adalah υ = 0,3 Material Base Isolator Seismic Bearing
1) Jenis Base Isolator : Elastomeric Rubber Bearing
2) Tipe : High Damping Rubber Bearing Soft (HDS)
3) Diameter Elastomer : 600 mm 4) tebal Elastomer (te) : 96 mm 5) Tinggi Base Isolator : 228 mm
6) Vmax : 3500 kN
7) Simpangan Ijin Maksimum : 200 mm
Analisis Gempa Statik Ekuivalen Struktur Tanpa Base Isolation
Berdasarkan hasil pemodelan struktur pada ETABS maka dapat diketahui berat lantai bangunan: Tabel 1. Berat Lantai Bangunan
Lantai Massa (Kg) g (m/s2) Berat (Kg)
5 40.947,6 9,81 401.696 4 109.036,5 9,81 667.952 3 182.160,9 9,81 717.351 2 258.810,2 9,81 751.929 1 338.367,3 9,81 780.456 Σ 929.322,5 3.319.384
6 3 / 4 1 3 / 4 . = 0, 0 7 3 1 2 1, 5 = 0, 7 3 0 d etik t n T C h x
dan untuk wilayah gempa 3, nilai pembatasan waktu getar alami yaitu:
= 0,1 8 5 = 0, 9 0 d etik T n x
Sehingga karena T1 = 0,730 detik < T = 0,9 detik OK
Beban geser dasar nominal statik ekuivalen yang bekerja pada struktur tersebut dapat dihitung: 1 0, 4 5 2 1 3 .3 1 9 .3 8 4 = 5, 5 2 7 2 .8 7 4, 2 k g t C IW V R x x
Setelah diketahui gaya geser dasar nominal yang akan terjadi di dasar gedung ketika gempa berlangsung, lalu dihitung distribusi gaya geser horisontal gempa dalam arah x dan y gempa sepanjang tinggi gedung dan beban gempa rencana yang akan ditanggung keseluruhan komponen struktur pada Tabel 2.
Tabel 2. Distribusi Gaya Geser Dasar Akibat Gempa Sepanjang Tinggi Gedung
Berdasarkan hasil perhitungan diatas maka didapatkan besarnya gaya gempa untuk analisis statik ekuivalen 3D kemudian dilakukan pengecekan waktu getar alami fundamental Rayleigh dimana hasilnya menunjukkan nilai menyimpang lebih dari 20% Tempiris = 0,73 detik sehingga distribusi gempanya perlu dihitung kembali menggunakan waktu getar dari persamaan Rayleigh yaitu:
Tabel 3. Distribusi Beban Gempa Berdasarkan Waktu Getar T-Rayleigh
Lantai Fix Fiy (kg) (kg) 5 63.724,86 62.644,89 4 86.249,53 84.787,82 3 71.456,07 70.245,07 2 52.707,68 51.814,42 1 31.672,65 31.135,88 Σ 305.810,78 300.628,08 Lantai Zi (m) Wi (Kg) Fix,y (Kg) 5 21,5 401.696 56.861,5 4 17,5 667.952 76.960,2 3 13,5 717.351 63.760,1 2 9,5 751.929 47.030,9 1 5,5 780.456 28.261,4 Σ 3.319.384 272.874,2
7 1) Gaya gempa arah x yang terdiri dari 100% Fix dan 30% Fiy
Tabel 4. Distribusi Akhir Gaya Geser Horisontal Gempa Fx Struktur Tanpa Sistem Base Isolation
FX
Lantai 100% Fix 30% Fiy STORY 5 63.724,86 18.793,47 STORY 4 86.249,53 25.436,35 STORY 3 71.456,07 21.073,52 STORY 2 52.707,68 15.544,33 STORY 1 31.672,65 9.340,76 2) Gaya gempa arah y yang terdiri dari 30% Fix dan 100% Fiy
Tabel 5. Distribusi Akhir Gaya Geser Horisontal Gempa Fy Struktur Tanpa Sistem Base Isolation
Fy
Lantai 30% Fix 100% Fiy STORY 5 19.117,46 62.644,89 STORY 4 25.874,86 84.787,82 STORY 3 21.436,82 70.245,07 STORY 2 15.812,30 51.814,42 STORY 1 9.501,79 31.135,88 dan didapatkan deformasi struktur fixed base sebagai berikut:
Tabel 6. Deformasi Tiap Lantai Tingkat Zi (m) FX FY x y x y 5 21,5 86,0 25,5 25,8 85,1 4 17,5 73,2 21,9 22,0 73,0 3 13,5 54,5 16,9 16,3 56,3 2 9,5 34,1 11,4 10,2 38,0 1 5,5 14,7 5,5 4,4 18,3
Setelah didapatkan deformasi tiap lantainya, maka perlu dicek kembali nilai waktu getar alami fundamentalnya dengan menggunakan rumus Rayleigh.
Berdasarkan data tersebut, maka waktu getar bangunan dengan cara T-Rayleigh adalah sebagai berikut: 9 7 9 ,7 2 1 0 6, 3 9 .8 1 0 1 ,8 0 1 0 1, 4 8 1 d etik xx x T x x
Maka didapatkan nilai Txx = 1,481 detik (menyimpang 0,001% dari 1,48 detik → OK!) 8 6 9 ,0 8 1 0 6, 3 9 .8 1 0 1 ,6 2 1 0 1, 5 1 1 d etik xy x T x x
8 Sedangkan untuk perhitungan waktu getar alami akibat gempa FY yaitu:
8 6 8, 7 5 1 0 6, 3 9 .8 1 0 1 ,6 1 1 0 1, 4 7 9 d etik yx x T x x
Maka didapatkan nilai Tyx = 1,479 detik (menyimpang 0,01% dari 1,480 detik → OK!) 1 0 7 1, 0 1 1 0 6, 3 9 .8 1 0 1 ,8 0 1 0 1, 5 1 d etik yy x T x x
Maka didapatkan nilai Tyy = 1,51 detik (menyimpang 0,02% dari 1,505 detik → OK!)
Setelah analisis waktu getar T-Rayleigh dilakukan dan memenuhi persyaratan dalam SNI 03-1726-2002 yaitu menyimpang tidak lebih dari 20% waktu getar sebelumnya, maka akan diperiksa syarat kinerja batas layan (Δs) pada struktur gedung. Berikut perhitungan batas layan simpangan antar tingkat yang diijinkan untuk lantai 1:
1 0 ,0 3
s = atau 3 0 m m (yan g terk ecil) R 0 ,0 3 = 5, 5 5 ,5 3 0 m m i h m
Hasil analisis kinerja batas layan struktur fixed base dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 7. Analisis Δs Akibat Gempa FX Struktur Fixed Base
Zi Arah x (mm) Arah y (m) ∆x syarat Δs (mm) Ket ∆y syarat Δs (mm) Ket. 21,5 12,8 21,8 OK 3,6 21,8 OK 17,5 18,7 21,8 OK 5,0 21,8 OK 13,5 20,4 21,8 OK 5,5 21,8 OK 9,5 19,4 21,8 OK 5,9 21,8 OK 5,5 14,7 30,0 OK 5,5 30,0 OK
Kinerja batas ultimit struktur dihitung berdasarkan simpangan antar tingkat struktur akibat pembebanan nominal dikalikan dengan suatu faktor pengali ξ dan hasilnya dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 8. Analisis Δm Akibat Gempa FX Struktur Fixed Base Lant ai Arah x Arah y Drift Δm (mm) syarat drift Δm Ket Drift Δm (mm) syarat drift Δm Ket 5 49,28 80 OK 13,86 80 OK 4 72,00 80 OK 19,25 80 OK 3 78,54 80 OK 21,17 80 OK 2 74,69 80 OK 22,71 80 OK 1 56,60 110 OK 21,17 110 OK
9 Struktur dengan Base Isolation
Setelah perencanaan struktur atas untuk gedung biasa (fixed base) tanpa menggunakan bantalan karet (base isolator) selesai direncanakan maka selanjutnya akan dibandingkan hasil kinerja struktur dengan perencanaan yang menggunakan sistem base isolation dimana seharusnya hasil dari penggunaan sistem base isolation ini dapat mereduksi gaya gempa yang terjadi pada struktur atas bangunan sehingga dapat dihasilkan suatu efisiensi dari segi dimensi yang seharusnya dibutuhkan untuk struktur atas dengan syarat tetap memenuhi batas ultimit, batas layan, story drift yang telah ditetapkan nilai maksimumnya.
Dengan demikian, setelah perencanaan struktur fixed base selesai direncanakan maka akan direncanakan struktur base isolation system yang memiliki komponen struktur atas yang berbeda, hal ini memungkinkan karena telah tereduksinya gaya gempa yang seharusnya bernilai lebih besar.
Pemilihan spesifikasi base isolator yang digunakan diambil sebesar 3-5% berdasarkan kekakuan kolom lantai paling bawah. Kemudian hasil kekakuan yang didapatkan akan digunakan untuk pemilihan ukuran dan spesifikasi base isolator dimana jenis base isolator yang digunakan dalam perencanaan ini yaitu High Damping Rubber Bearing tipe Soft yang perhitungannya dapat dilihat sebagai berikut:
1. Inersia Penampang Kolom (K50/65)
3 3 4 1 1 (5 0 0 )(6 5 0 ) 1 2 1 2 1 1 .4 4 2 .7 0 8 .3 3 3 I b h m m
2. Modulus elastisitas kolom (E) ' 4700 4700 0, 83 30 23.453 M P a c E f x 3. Kekakuan kolom (K50/65) 3 3 2 1 2 1 2 ( 2 3 .4 5 3)1 1 .4 4 2 .7 0 8 .3 3 3 5 5 0 0 1 9 .3 5 6 M P a 1 9, 3 5 6 k N /m m ko lo m E I K h
4. Kekakuan base isolator
2 isolator 2 5 19, 356 kN /m m 100 = 0,970 kN /m m base K x
Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan kekakuan efektif yang didapatkan sebesar 0,970 kN/mm2 sehingga akan digunakan High Dampir Rubber Bearing tipe Soft dengan spesifikasi:
Tipe HDS : HDS 550x88 Keff : 1,08 kN/mm2 Smax : 180 mm
H : 220 mm
Analisis Statik Ekuivalen Struktur Base Isolation
Pada desain struktur dengan base isolation system melalui metode analisis statik ekuivalen atau pada FEMA disebut Equivalent Lateral Force (ELF) maka diperhitungkan gaya lateral yang harus didistribusikan merata di setiap ketinggian lantai pada struktur dengan rumus yang ditetapkan oleh FEMA 451.
10 Tabel 9. Distribusi Beban Gempa Struktur dengan Base Isolation System
Lan tai Vx Fix Vy Fiy (kg) (kg) (kg) (kg) 5 155.249 33.722 164.108 35.647 4 155.249 44.777 164.108 47.332 3 155.249 35.277 164.108 37.290 2 155.249 25.630 164.108 27.093 1 155.249 15.843 164.108 16.748 Σ 155.249 164.108
Tabel 10. Distribusi Akhir Gaya Geser Horisontal Gempa Fx Struktur dengan Sistem Base Isolation
FX
Lantai 100% Fix 30% Fiy STORY 5 33.722,262 10.693,987 STORY 4 44.776,689 14.199,562 STORY 3 35.276,699 11.186,930 STORY 2 25.630,073 8.127,796 STORY 1 15.843,390 5.024,248
Tabel 11. Distribusi Akhir Gaya Geser Horisontal Gempa Fy Struktur dengan Sistem Base Isolation
Fy
Lantai 30% Fix 100% Fiy STORY 5 10.116,679 35.646,625 STORY 4 13.433,007 47.331,873 STORY 3 10.583,010 37.289,766 STORY 2 7.689,022 27.092,655 STORY 1 4.753,017 16.747,494 dan dihasilkan deformasi tiap lantai struktur sebagai berikut:
Tabel 12. Deformasi Tiap Lantai Struktur dengan Base Isolation Ting kat Zi (m) FX FY x (mm) y (mm) x (mm) y (mm) 5 21,5 124,60 35,50 37,40 118,40 4 17,5 115,00 33,00 34,50 110,10 3 13,5 102,10 28,70 30,60 95,70 2 9,5 85,50 23,90 25,70 79,60 1 5,5 67,10 19,20 20,10 64,10 base 0 41,00 13,30 16,60 44,80
Berdasarkan data tersebut, maka waktu getar bangunan dengan cara T-Rayleigh adalah sebagai berikut:
Txx = 2,73 detik
Txy = 2,58 detik
11
Tyy = 2,58 detik
Tabel 13. Analisis Δs Akibat Gempa FX Struktur Base Isolation
Lan tai Zi Arah x Arah y (m) ∆x syarat Δs (mm) Ket ∆y syarat Δs (mm) Ket. 5 21,5 9,6 21,82 OK 2,5 21,8 OK 4 17,5 12,9 21,82 OK 4,3 21,8 OK 3 13,5 16,6 21,82 OK 4,8 21,8 OK 2 9,5 18,4 21,82 OK 4,7 21,8 OK 1 5,5 26,1 30,00 OK 5,9 30,00 OK base 0 41,0 180 OK 13,3 180,0 OK
Tabel 14. Analisis Δm Akibat Gempa FX Struktur dengan Base Isolation
Lanta i Arah x Arah y Drift Δm (mm) syarat drift Δm (mm) Ket Drift Δm (mm) syarat drift Δm (mm) Ket 5 37,0 80 OK 9,6 80 OK 4 50,0 80 OK 16,5 80 OK 3 63,9 80 OK 18,5 80 OK 2 70,8 80 OK 18,1 80 OK 1 100,5 110 OK 22,7 110 OK base 157,9 160 OK 51,2 160 OK
sehingga didapatkan hasil perbandingan story drift setiap lantai antara struktur fixed base dan struktur dengan base isolation HDS550x88 seperti pada gambar 5-8 berikut ini.
1) Analisis Kinerja Batas Layan Fx
Gambar 5.Analisis Story Drift Kinerja Batas Layan Fx pada Arah X
0 10 20 30 0 10 20 30 40 50 K e tingg ian (m ) Story Drift (mm)
Story Drift Akibat Gempa Fx pada
Arah X
fixed base base isolation
12 Gambar 6. Analisis Story Drift Kinerja Batas Layan Fx pada Arah Y
2) Analisis Kinerja Batas Layan Fy
Gambar 7.Analisis Story Drift Kinerja Batas Layan Fy pada Arah X
Gambar 8.Analisis Story Drift Kinerja Batas Layan Fy pada Arah Y
Sehingga berdasarkan hasil perbandingan grafik diatas maka dapat terlihat bahwa perbandingan struktur fixed base memiliki nilai story drift yang rata-rata lebih besar dibandingkan struktur dengan base isolation.
0 10 20 30 0 5 10 15 K e tingg ian (m ) Story Drift (mm)
Story Drift Akibat Gempa Fx pada
Arah Y
fixed base base isolation 0 10 20 30 0 5 10 15 20 K e tingg ian (m ) Story Drift (mm)Story Drift Akibat Gempa Fy pada
Arah X
fixed base base isolation 0 10 20 30 0 10 20 30 40 50 Ke tin gg ian ( m ) Story Drift (mm)Story Drift Akibat Gempa Fy pada
Arah Y
fixed base base isolation
13
SIMPULAN & SARAN
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1) Struktur dengan base isolation dapat mereduksi gaya gempa yang terjadi pada struktur atas sebesar 47% dan penggunaan sistem ini dapat memperkecil dimensi komponen struktur. Distribusi gaya geser maksimum yang terjadi pada lantai 5 arah x:
a. Struktur fixed base (tanpa base isolation) : 63.724,86 kg b. Struktur dengan base isolation : 33.722,262 kg
2) Struktur dengan base isolation memiliki perbedaan story drift yang lebih kecil dibandingkan dengan struktur fixed base. Simpangan antar tingkat (story drift) pada lantai 5 arah x yang terjadi yaitu sebesar:
a. Struktur fixed base : 12,80 mm b. Struktur dengan base isolation : 9,60 mm
dengan batasan syarat layan dan batas ultimit yang diijinkan.
3) Penggunaan sistem base isolation pada struktur bangunan dapat meningkatkan periode waktu getar alami struktur menjadi lebih besar. Waktu getar alami yang terjadi pada arah x: a. Struktur fixed base : 1,48 detik
b. Struktur dengan base isolation : 2,73 detik Waktu getar alami yang terjadi pada arah y: a. Struktur fixed base : 1,51 detik b. Struktur dengan base isolation : 2,58 detik
dan telah memenuhi aturan dalam FEMA 450 dan 451 yang membatasi waktu getar struktur dengan base isolation sebesar 2-3 detik.
Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, saran yang dapat diberikan adalah sebagai berikut:
1) Untuk memperkenalkan teknik yang baru seperti Base Isolation dapat dipertimbangkan suatu metode analisis yang sederhana dan realistis dengan tetap memperhatikan batasan struktur apa saja yang diperbolehkan menggunakan cara analisis sederhana.
2) Untuk lebih menyesuaikan penggunaan sistem base isolation di Indonesia, perlunya segera dibuat standar nasional yang dapat menyesuaikan kondisi daerah Indonesia dengan zona gempa yang ada.
DAFTAR PUSTAKA
BSN. 2002. SNI 03 – 2847 – 2002. Tata Cara Perhitungan Beton untuk Struktur Bangunan
Gedung. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
BSN. 2002. SNI 03 – 1726 – 2002. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur
Bangunan Gedung. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
D. Symans, Michael. 2011. Seismic Protective System Seismic Isolation, Instructional Material
Complementin FEMA 451, Design Examples.
Building Seismic Safety Council. 2004. FEMA 451: Design Examples - Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Building and Other Structures. Washington: Federal Emergency Management Agency (FEMA).
Building Seismic Safety Council. 2003. FEMA 450: Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Building and Other Structures. Washington: Federal Emergency Management Agency (FEMA).
Iswandi Imran, dkk. 2009. Prinsip-Prinsip Perencanaan Struktur untuk Keselamatan Bangunan
Tahan Gempa, Konstruksi Indonesia 2009. Departemen Pekerjaan Umum.
Kusuma, Gideon dan Takim Andriono. 1994. Desain Struktur Rangka Beton Bertulang di
Daerah Rawan Gempa. Jakarta: Erlangga.
Pamungkas, A. dan Erny Harianti. 2009. Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya: ITS Press.
14 Purwono, Rachmat. 2010. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya: ITS
Press.
Yulianti, Ria Catur. 2011. Rekayasa Gempa. Pusat Pengembangan Bahan Ajar Universitas Mercubuana.
